Modelo de estado estacionario - Steady-state model

En cosmología , el modelo de estado estable es una alternativa a la teoría del Big Bang de la evolución del universo. En el modelo de estado estacionario, la densidad de materia en el universo en expansión permanece sin cambios debido a una creación continua de materia, adhiriéndose así al principio cosmológico perfecto , un principio que afirma que el universo observable es prácticamente el mismo en cualquier momento y en cualquier momento. lugar.

Si bien el modelo de estado estacionario disfrutó de cierto apoyo minoritario en la corriente científica principal hasta mediados del siglo XX, ahora es rechazado por la gran mayoría de cosmólogos , astrofísicos y astrónomos , ya que la evidencia observacional apunta a una cosmología del Big Bang candente con un finito edad del universo , que el modelo de estado estacionario no predice.

Historia

En el siglo XIII, Siger de Brabant fue el autor de la tesis La eternidad del mundo , que sostenía que no había un primer hombre ni un primer espécimen de ningún particular: el universo físico, por tanto, no tiene un principio inicial y, por tanto, es eterno. Las opiniones de Siger fueron condenadas por el Papa en 1277 .

La expansión cosmológica se descubrió originalmente a través de observaciones de Edwin Hubble . Los cálculos teóricos también mostraron que el universo estático modelado por Einstein (1917) era inestable. La teoría moderna del Big Bang es aquella en la que el universo tiene una edad finita y ha evolucionado con el tiempo a través del enfriamiento, la expansión y la formación de estructuras a través del colapso gravitacional.

El modelo de estado estacionario afirma que, aunque el universo se está expandiendo, no cambia su apariencia con el tiempo (el principio cosmológico perfecto ); el universo no tiene principio ni fin. Esto requería que la materia se creara continuamente para evitar que la densidad del universo disminuyera. Hermann Bondi , Thomas Gold y Fred Hoyle publicaron artículos influyentes sobre cosmologías del estado estacionario en 1948. William Duncan MacMillan , entre otros, había propuesto anteriormente modelos similares .

Ahora se sabe que Albert Einstein consideró un modelo de estado estacionario del universo en expansión, como se indica en un manuscrito de 1931, muchos años antes que Hoyle, Bondi y Gold. Sin embargo, rápidamente abandonó la idea.

Pruebas de observación

Recuentos de fuentes de radio

Los problemas con el modelo de estado estacionario comenzaron a surgir en las décadas de 1950 y 1960, cuando las observaciones comenzaron a respaldar la idea de que el universo de hecho estaba cambiando: las fuentes de radio brillantes ( cuásares y radiogalaxias ) se encontraron solo a grandes distancias (por lo tanto, podrían haber existía solo en el pasado distante), no en galaxias más cercanas. Mientras que la teoría del Big Bang lo predijo, el modelo de estado estable predijo que tales objetos se encontrarían en todo el universo, incluso cerca de nuestra propia galaxia. Para 1961, las pruebas estadísticas basadas en estudios de fuentes de radio habían descartado el modelo de estado estacionario en la mente de la mayoría de los cosmólogos, aunque algunos defensores del estado estacionario insistieron en que los datos de radio eran sospechosos.

Fondo de microondas cósmico

Para la mayoría de los cosmólogos, la refutación definitiva del modelo de estado estable llegó con el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas en 1964, que fue predicha por la teoría del Big Bang. El modelo de estado estable explicó la radiación de fondo de microondas como resultado de la luz de estrellas antiguas que ha sido dispersada por el polvo galáctico. Sin embargo, el nivel de fondo de microondas cósmico es muy uniforme en todas las direcciones, lo que dificulta explicar cómo podría ser generado por numerosas fuentes puntuales, y la radiación de fondo de microondas no muestra evidencia de características como la polarización que normalmente se asocian con la dispersión. Además, su espectro es tan cercano al de un cuerpo negro ideal que difícilmente podría formarse por la superposición de contribuciones de una multitud de grumos de polvo a diferentes temperaturas, así como a diferentes corrimientos al rojo . Steven Weinberg escribió en 1972:

El modelo de estado estable no parece estar de acuerdo con la relación observada d L versus z o con los recuentos de fuentes ... En cierto sentido, este desacuerdo es un crédito para el modelo; Único entre todas las cosmologías, el modelo de estado estable hace predicciones tan definidas que puede ser refutado incluso con la evidencia observacional limitada a nuestra disposición. El modelo de estado estacionario es tan atractivo que muchos de sus seguidores todavía tienen la esperanza de que la evidencia en su contra desaparezca eventualmente a medida que mejoren las observaciones. Sin embargo, si la radiación cósmica de microondas ... es realmente radiación de cuerpo negro, será difícil dudar de que el universo ha evolucionado desde una etapa temprana más densa y caliente.

Desde este descubrimiento, se ha considerado que la teoría del Big Bang proporciona la mejor explicación del origen del universo. En la mayoría de las publicaciones astrofísicas , el Big Bang se acepta implícitamente y se utiliza como base de teorías más completas.

Estado cuasi-estacionario

La cosmología de estado cuasi-estacionario (QSS) fue propuesta en 1993 por Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge y Jayant V. Narlikar como una nueva encarnación de las ideas del estado estacionario destinadas a explicar características adicionales que no se tenían en cuenta en la propuesta inicial. El modelo sugiere focos de creación que ocurren a lo largo del tiempo dentro del universo, a veces denominados minibangs, eventos de mini-creación o pequeños flequillos . Después de la observación de un universo en aceleración , se realizaron más modificaciones del modelo. La partícula de Planck es un hipotético agujero negro cuyo radio de Schwarzschild es aproximadamente el mismo que su longitud de onda Compton ; la evaporación de tal partícula ha sido evocada como la fuente de elementos de luz en un universo de estado estable en expansión.

El astrofísico y cosmólogo Ned Wright ha señalado fallas en el modelo. Estos primeros comentarios pronto fueron refutados por los proponentes. Wright y otros cosmólogos de la corriente principal que revisan QSS han señalado nuevos defectos y discrepancias con las observaciones que los proponentes dejaron sin explicar.

Ver también

Notas y citas

Otras lecturas